Le 8 juin, la NASA a révélé que son nouvel observatoire spatial puissant, le télescope spatial James Webb, arborait désormais une petite fossette dans l’un de ses miroirs principaux après avoir été bombardé par un micrométéoroïde plus gros que prévu dans l’espace lointain. La nouvelle a été un peu choquante puisque l’impact s’est produit à peine cinq mois après le début du mandat spatial du télescope – mais de telles frappes sont tout simplement un aspect inévitable du voyage spatial, et d’autres coups sont certainement en route.

Malgré ce que son nom l’indique, l’espace n’est pas exactement vide. Dans notre système solaire, de minuscules morceaux de poussière spatiale traversent les régions situées entre nos planètes à des vitesses énormes pouvant atteindre des dizaines de milliers de kilomètres à l’heure. Ces micrométéoroïdes, pas plus gros qu’un grain de sable, sont souvent de petits morceaux d’astéroïdes ou de comètes qui se sont détachés et orbitent maintenant autour du Soleil. Et ils sont partout. Une estimation approximative des petits météoroïdes dans le système solaire interne met leur masse totale combinée à environ 55 billions de tonnes (s’ils étaient tous combinés en une seule roche, ce serait à peu près la taille d’une petite île).

Cela signifie que si vous envoyez un vaisseau spatial dans l’espace lointain, votre matériel est certain d’être touché par l’un de ces petits morceaux de roche spatiale à un moment donné. Sachant cela, les ingénieurs des engins spatiaux construiront leurs véhicules avec certaines protections pour se protéger contre les frappes de micrométéoroïdes. Ils intègrent souvent quelque chose appelé blindage Whipple, une barrière multicouche spéciale. Si le bouclier est touché par un micrométéoroïde, la particule traversera la première couche et se fragmentera encore plus, de sorte que la deuxième couche sera frappée par des particules encore plus petites. Un tel blindage est généralement utilisé autour des composants sensibles des engins spatiaux pour une protection supplémentaire.

Mais avec le télescope spatial James Webb de la NASA, ou JWST, c’est plus compliqué. Les miroirs dorés du télescope doivent être exposés à l’environnement spatial afin de recueillir correctement la lumière de l’Univers lointain. Et bien que ces miroirs aient été construits pour résister à certains impacts, ils sont plus ou moins des canards assis pour des frappes de micrométéoroïdes plus importantes, comme celle qui a frappé JWST en mai. Bien que le micrométéoroïde soit encore plus petit qu’un grain de sable, il était plus gros que ce que la NASA avait prévu – suffisamment pour endommager l’un des miroirs.

Les opérateurs d’engins spatiaux modélisent la population de micrométéoroïdes dans l’espace pour mieux comprendre la fréquence à laquelle un engin spatial peut être touché dans une partie donnée du système solaire – et la taille des particules qui pourraient heurter leur matériel. Mais même alors, ce n’est pas un système infaillible. « C’est toute probabilité », a déclaré David Malaspina, un astrophysicien à l’Université du Colorado qui se concentre sur les impacts de la poussière cosmique sur les engins spatiaux. Le bord. « Vous pouvez seulement dire, ‘J’ai cette chance d’être touché par une particule de cette taille.’ Mais que vous le fassiez ou non, cela dépend du hasard.

Les micrométéoroïdes ont un large éventail d’histoires d’origine. Ils peuvent être les restes de collisions à grande vitesse dans l’espace, qui pulvérisent les roches spatiales en minuscules morceaux. Les astéroïdes et les comètes sont également bombardés au fil du temps par des particules spatiales et des photons du Soleil, provoquant la rupture de minuscules morceaux. Un astéroïde peut également s’approcher trop près d’une grande planète comme Jupiter, où la forte attraction gravitationnelle arrache des morceaux de roche. Ou un objet peut s’approcher trop près du Soleil et devenir trop chaud, ce qui fait que la roche se dilate et se brise en morceaux. Il y a même des micrométéoroïdes interstellaires qui ne font que traverser notre système solaire depuis des quartiers cosmiques plus éloignés.

La vitesse à laquelle ces particules se déplacent dépend de la région de l’espace dans laquelle elles se trouvent et du chemin qu’elles empruntent autour de notre étoile, avec une moyenne d’environ 45 000 miles par heure, soit 20 kilomètres par seconde. Qu’ils se heurtent ou non à votre vaisseau spatial dépend également de l’endroit où votre véhicule se trouve dans l’espace et de la vitesse à laquelle il se déplace. Par exemple, la sonde solaire Parker de la NASA est l’objet fabriqué par l’homme le plus proche du Soleil en ce moment, se déplaçant à une vitesse maximale de plus de 400 000 miles par heure. « Cela descend jusqu’à la ligne de 4 mètres, par rapport à la Terre se trouvant tout au long d’une zone d’extrémité », explique Malaspina, qui s’est concentré sur l’étude des impacts de micrométéoroïdes sur Parker Solar Probe. Il se déplace également à travers la partie la plus dense d’une région appelée le nuage zodiacal, un épais disque de particules spatiales qui imprègne notre système solaire. Ainsi, la sonde solaire Parker est sablée plus fréquemment que JWST – et elle frappe ces particules à des vitesses incroyablement élevées par rapport au télescope.

La sonde solaire Parker nous permet de mieux comprendre les micrométéoroïdes autour du Soleil, mais nous avons aussi une assez bonne compréhension de la population autour de la Terre. Chaque fois qu’un micrométéoroïde frappe la haute atmosphère autour de notre planète, il brûle et crée de la fumée météorique – de fines particules de fumée qui peuvent être mesurées. La quantité de cette fumée peut nous indiquer la quantité de poussière qui frappe la Terre au fil du temps. De plus, il y a eu des expériences sur la Station spatiale internationale, où des matériaux ont été montés à l’extérieur du laboratoire en orbite pour voir à quelle fréquence ils sont bombardés.

Alors que JWST vit à environ 1 million de miles de la Terre, c’est encore relativement proche. Les scientifiques ont également une idée de ce qui existe sur la base d’autres missions envoyées sur une orbite similaire à celle de JWST. Et la plupart des choses qui frappent le télescope ne sont pas si importantes. « Les engins spatiaux sont tout le temps touchés par des petits », dit Malaspina. « Par petit, je veux dire des fractions de micron – beaucoup, beaucoup, beaucoup plus petites qu’un cheveu humain. Et pour la plupart, les vaisseaux spatiaux ne les remarquent même pas. En fait, JWST a déjà été touché par de petits micrométéoroïdes quatre fois avant d’être touché par le plus gros micrométéoroïde en mai.

La NASA a modélisé l’environnement des micrométéoroïdes avant le lancement du JWST, mais à la lumière de l’impact récent, l’agence a réuni une nouvelle équipe pour affiner ses modèles et mieux prédire ce qui pourrait arriver au télescope après de futurs impacts. La modélisation actuelle des micrométéoroïdes tentera de prédire des choses comme la façon dont les débris se propagent sur une orbite si un astéroïde ou une comète se brise. Ce type de débris est plus dynamique, dit Malaspina, ce qui le rend plus difficile à prévoir.

En fin de compte, cependant, la prédiction vous donnera simplement plus de connaissances sur lorsque un vaisseau spatial pourrait être touché par un gros grain de poussière. Des impacts ponctuels comme celui-ci sont tout simplement inévitables. JWST continuera à se faire exploser au fil du temps, mais c’était une éventualité à laquelle la NASA était toujours préparée. « Il vous suffit de vivre avec la probabilité que vous soyez éventuellement touché par une particule de poussière de taille, et vous faites simplement de votre mieux avec l’ingénierie », explique Malaspina.